復(fù)雜地質(zhì)條件下深大基坑降水技術(shù)

郭 曉 強(qiáng)

(山西一建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)

復(fù)雜地質(zhì)條件下深大基坑降水技術(shù)

郭 曉 強(qiáng)

(山西一建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)

深大基坑施工時(shí)，需對(duì)基坑進(jìn)行降水，通過(guò)對(duì)基坑內(nèi)設(shè)置降水井，在基坑外設(shè)置回灌井的方案，使基坑水位得到有效的控制，保證深大基坑開挖的順利進(jìn)行。

深大基坑工程，復(fù)雜地質(zhì)，降水

1 工程概況

某工程地下3層，主樓地上36層，地下3層主要功能為車庫(kù)，基坑長(zhǎng)度為130 m,基坑的寬度為105 m，基地總面積為13 650 m2，基坑底標(biāo)高-15.2 m，基坑局部開挖深度為17.0 m。

實(shí)測(cè)地下水靜止水位埋深7.4 m～8.7 m，相應(yīng)水位標(biāo)高773.33 m～775.09 m。

2 降水難點(diǎn)

1)本基坑開挖深度局部達(dá)到17.0 m承壓水突涌的風(fēng)險(xiǎn)特別大。

2)需降的承壓水的面積之大。

3)地連墻深度25.37 m，墻厚0.7 m，平面延長(zhǎng)米432 m。

4)基坑外的建筑物、管線較多，環(huán)境要求極高。

3 基坑降水方案的選擇

3.1地質(zhì)概況

首先，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告確定地下水的靜止水位埋深為1.3 m，平均高程773.21 m，見(jiàn)圖1。

3.2基坑底抗突涌驗(yàn)算

(1)

其中，hp為坑底與含水層頂板的高度差，取6.46 m；H為承壓水頭與含水層頂板的高度差，取15.54 m。

3.3抗?jié)B透穩(wěn)定性

根據(jù)JGJ 120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，隔水帷幕的深度應(yīng)該滿足抗?jié)B透穩(wěn)定條件，按式(2)進(jìn)行驗(yàn)算。

hd≥1.2γ0(h-hwa)

(2)

其中，hd為帷幕深入基坑槽底下的深度,m；γ0為基坑側(cè)壁安全重要性系數(shù)，取為1.0；h為基坑開挖深度，取15.57 m；hwa為地下水位埋深，取7.29 m。

計(jì)算結(jié)果表明，帷幕插入深度應(yīng)大于9 m。

3.4降水井設(shè)計(jì)

本工程采用管井坑內(nèi)降水。

1)基坑的涌水量計(jì)算。

根據(jù)均勻土質(zhì)的承壓水完整井計(jì)算:

(3)

其中，Q為基坑涌水量,m3/d；M為帷幕底至隔水層距離，取為756.93-746.73=10.2 m；S為按降低至槽底面以下1 m考慮，取為774.21-764.93=9.28 m；k為滲透系數(shù)，取6 m/d；R為降水井影響半徑,m，按式(4)確定：

(4)

計(jì)算得：R=227 m。

r0為基坑等效半徑,m，按式(5)確定：

(5)

其中，A為基坑面積，取為9 900 m2，結(jié)論：Q=2 204 m3/d。

2)單井出水量計(jì)算。

(6)

3)數(shù)量。

(7)

根據(jù)本地區(qū)同類工程的降水經(jīng)驗(yàn)，本工程管井布置的平均間距小于15 m，布置位置為沿帷幕邊緣周圈布置。

4)降水井結(jié)構(gòu)及布置。

降水井布置在結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，存在如下缺點(diǎn)：

a.井管暴露的長(zhǎng)度太長(zhǎng)，須另安裝支護(hù)井管的支架，給施工出土帶來(lái)不便，且降水井換泵吊裝困難。

b.水泵出水管橫跨基坑，對(duì)基礎(chǔ)及地下部分結(jié)構(gòu)施工造成影響。

本項(xiàng)目將降水井布置在基礎(chǔ)外不影響基礎(chǔ)。既滿足基坑降水，又便于維護(hù)和操作，且降水完成后封井操作簡(jiǎn)單。

本工程基坑內(nèi)的井管暴露長(zhǎng)度為20 m。因此要求井管的原材料必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，經(jīng)與材料供應(yīng)商溝通，本工程降水井井管采用鋼管。

結(jié)論：本工程降水井各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下：孔徑600 mm，井深30 m，井管材質(zhì)為320 mm的鋼管，壁厚4 mm，過(guò)濾管12.5 m，鋼管上采用機(jī)械成孔，孔的直徑20 mm，孔間距50 mm。過(guò)濾管外覆蓋40目尼龍網(wǎng)3層。反濾料的材料為2 mm～3 mm豆石。井壁管外用2 mm～4 mm粘土封填。

4 施工工藝

4.1本工程降水井采用循環(huán)鉆機(jī)成孔工藝

第一步：作業(yè)準(zhǔn)備；第二步：測(cè)量放線定井位、設(shè)備就位；第三步：鉆進(jìn)成孔清孔，第四步：下濾管；第五步；注清水稀釋泥漿；第六步：濾料填筑；第七步：洗井，第八步：下泵試抽。

4.2鉆孔清孔

鉆孔過(guò)程中要觀察鉆進(jìn)深度及排渣出渣的情況，根據(jù)排量或水中含鉆渣的多少控制運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

4.3安裝過(guò)濾管

濾管的接頭處覆蓋4根竹片并用鐵絲綁扎固定，同時(shí)覆蓋一層紗網(wǎng)。濾管安裝完成后檢測(cè)其位置及垂直度。

4.4回填濾料

清水沖洗，調(diào)整孔內(nèi)泥漿比重為1.05。回填濾料時(shí)，沿四周均勻填入，同時(shí)填入4 mm～6 mm礫石，把井口以下2 m范圍內(nèi)填塞密實(shí)。

4.5洗井

洗井應(yīng)做到隨打隨洗，不得放置較長(zhǎng)時(shí)間后進(jìn)行清洗，也不得待多數(shù)井道完成后一次清洗。

4.6排水泵安裝

排水泵必須安裝牢固、穩(wěn)定、泵軸垂直，深井下泵深度應(yīng)為20 m～25 m，連接排水管及電源線之后試抽水，并及時(shí)測(cè)定水位及觀測(cè)孔水位的變化及流量，并形成記錄文件。

5 回灌技術(shù)

回灌井位置要沿基坑邊周圈布置，平均間距15 m。直徑0.3 m的無(wú)砂混凝土管，濾料為2 mm～3 mm豆石。

6 對(duì)周邊環(huán)境影響分析

本工程采用的隔水帷幕深度達(dá)9 m～10 m。

分析一：例如一個(gè)水池內(nèi)一邊放水一邊注水，且水量一致時(shí)，水池內(nèi)的水位將保持不變，由此可以說(shuō)明其對(duì)周邊的影響較小。

分析二：如水池的注水量小于放水量時(shí)，水池外側(cè)環(huán)境的水資源需枯竭。

針對(duì)上述不利因素：在基坑外設(shè)置觀測(cè)回灌井。減少抽排量，通過(guò)回灌井對(duì)基坑外的水位進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)水位下降較大時(shí)，利用回灌井進(jìn)行回灌。

1)深大基坑進(jìn)行降水設(shè)計(jì)，合理的選擇降水方案是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)的前提。

2)采用回灌技術(shù)減少由于降水引起的各層沉降的有效措施，并且減少基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響，減少地面的沉降量。

Dewateringtechnologyofdeepfoundationpitundercomplicatedgeologicalcondition

GuoXiaoqiang

(ShanxiConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

In the construction of deep foundation pit, it is necessary to carry out precipitation on the foundation pit. By setting the drainage wells in the foundation pit and setting up the recharge wells outside the foundation pit, the water level of the foundation pit is effectively controlled to ensure that the deep foundation pit digging smoothly.

deep foundation pit engineering, complex geology, precipitation

1009-6825(2017)32-0057-02

2017-09-05

郭曉強(qiáng)(1974- )，男，工程師

TU463

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